PTC陶瓷輔助加熱的介紹
PTC陶瓷輔助加熱是一套依靠電力對(duì)車(chē)廂進(jìn)行輔助加熱的裝置,其工作原理為電流通過(guò)電阻式陶瓷加熱元件產(chǎn)生熱量,加熱功率普遍超過(guò)1500W,通常與暖風(fēng)水箱散熱器并排放置,水溫未達(dá)工作溫度時(shí)啟動(dòng)電加熱,水溫達(dá)標(biāo)后自動(dòng)關(guān)閉 [1-4]。該裝置需依賴發(fā)動(dòng)機(jī)供電運(yùn)行,無(wú)法單獨(dú)使用蓄電池供電 [3]。該系統(tǒng)具備加熱速度快(啟動(dòng)約1分鐘出熱風(fēng))、不直接消耗燃油的特點(diǎn)。PTC陶瓷發(fā)熱元件可制成多種形狀以適應(yīng)不同用途需求,廣泛應(yīng)用于空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)、座椅加熱及方向盤(pán)加熱等場(chǎng)景 [1-3]。奔馳SLK/E350敞篷車(chē)曾在頭枕內(nèi)集成該裝置形成頭頸加熱系統(tǒng)。用戶可通過(guò)啟動(dòng)車(chē)輛后調(diào)至最高溫度內(nèi)循環(huán),若水溫未上升時(shí)出熱風(fēng)即可判定車(chē)輛配備該功能 [2-3]。對(duì)于一般車(chē)型來(lái)說(shuō)這個(gè)陶瓷發(fā)熱模塊通常與暖風(fēng)水箱散熱器并排放置,其作用是在水箱溫度沒(méi)有升上去之前通過(guò)電加熱先為車(chē)內(nèi)提供一定的暖風(fēng),待水溫達(dá)到溫度后自動(dòng)關(guān)閉,目的是為了讓車(chē)廂快速升溫。除此以外還有一部分車(chē)型將這套裝置用在了其他位置。PTC陶瓷加熱只是一套輔助加熱系統(tǒng),因?yàn)樘沾砂l(fā)熱元件本身耗電量極大,功率一般都在1500W以上,如果單獨(dú)使用會(huì)很快將蓄電池電量耗光。所以它要在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才能工作。即使如此,它的發(fā)熱量卻很有限,無(wú)法取代水箱作為主要散熱裝置。
在汽車(chē)中,PTC(Positive Temperature Coefficient)是一種重要的熱敏電阻,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。其主要功能是通過(guò)調(diào)控電路中的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量的調(diào)節(jié),以確保車(chē)內(nèi)溫度保持穩(wěn)定。在空調(diào)系統(tǒng)中,PTC充當(dāng)輔助加熱器。當(dāng)車(chē)內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí),它會(huì)啟動(dòng),利用電能產(chǎn)生熱量,協(xié)助提高車(chē)內(nèi)溫度。這不僅能減輕傳統(tǒng)加熱器的工作負(fù)擔(dān),降低能耗,還能更迅速地達(dá)到理想的舒適溫度。
此外,在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中,PTC也發(fā)揮著重要作用。在低溫環(huán)境下,它有助于維持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度,防止過(guò)熱。通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度,PTC能夠自動(dòng)調(diào)整散熱器的冷卻效果,確保發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行??傊?,PTC的應(yīng)用旨在提高汽車(chē)的舒適性和性能。在新能源汽車(chē)中,空調(diào)系統(tǒng)的制熱方式與傳統(tǒng)燃油車(chē)有所不同。由于電動(dòng)汽車(chē)的電驅(qū)系統(tǒng)效率極高,損耗產(chǎn)生的熱量不足以供給空調(diào)系統(tǒng),因此需要借助PTC(正溫度系數(shù))加熱器來(lái)產(chǎn)生熱量。目前,常見(jiàn)的方案是使用繼電器來(lái)控制PTC加熱器的電源通斷,并通過(guò)風(fēng)門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)冷熱風(fēng)的風(fēng)量,從而控制溫度。然而,這種方案存在能源浪費(fèi)的問(wèn)題。
新能源汽車(chē)電控維修中,逆變和DC-DC轉(zhuǎn)換器是關(guān)鍵的電子器件,它們?cè)陔娏ψ儞Q和系統(tǒng)穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。逆變器能夠?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)換為交流電,為汽車(chē)中的交流設(shè)備提供電源,而DC-DC轉(zhuǎn)換器則負(fù)責(zé)將高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電,供車(chē)內(nèi)電氣設(shè)備使用。了解這些設(shè)備的工作原理對(duì)于有效的電控維修至關(guān)重要。交流變流電路和PWM控制策略在新能源汽車(chē)中得到廣泛應(yīng)用。PWM(脈寬調(diào)制)是一種用于精確控制電力電子器件導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間的策略,通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖的寬度,實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓的精細(xì)控制。交流變流電路則主要負(fù)責(zé)將交流電進(jìn)行整流、濾波處理,最終為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的直流電壓。這種控制策略不僅提高了系統(tǒng)的效率,還為逆變和DC-DC轉(zhuǎn)換器的精確調(diào)節(jié)提供了可能性。
為了更有效地控制PTC加熱器的輸出功率,本文提出了一種采用PWM(脈寬調(diào)制)方式的新方案。通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)器件的通斷,實(shí)現(xiàn)對(duì)PTC加熱器電源的精確控制,進(jìn)而達(dá)到線性調(diào)節(jié)PTC加熱器輸出功率的目的。在本文中,所使用的PTC加熱器峰值功率為5.2kW,輸入電壓范圍為260~410V。為了滿足開(kāi)關(guān)器件的散熱需求,功率電路被設(shè)計(jì)為兩路均分的2.6kW。同時(shí),為了確保設(shè)計(jì)的安全性和可靠性,單路最大電流按10A進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣也有助于減小開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通瞬間的峰值電流。
通過(guò)采用PWM控制,實(shí)現(xiàn)PTC加熱器的精細(xì)功率調(diào)節(jié)。我們使用控制電路、驅(qū)動(dòng)和信號(hào)采樣處理電路來(lái)保證PTC加熱器的穩(wěn)定運(yùn)作。硬件電路設(shè)計(jì)中,高低壓側(cè)采用隔離設(shè)計(jì),以保證系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性。為了確保設(shè)計(jì)的散熱能力,功率電路被合理地分配到兩路均分,以滿足獨(dú)特的溫控需求??刂菩酒瑖?yán)格遵循AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn),其內(nèi)置的PWM信號(hào)輸出模塊專為驅(qū)動(dòng)功能設(shè)計(jì)??刂齐娐放cCAN通訊電路詳細(xì)展現(xiàn)這一實(shí)現(xiàn)過(guò)程,其中隔離光耦和信號(hào)采樣確保高低壓電路之間的安全信號(hào)傳輸。此外,6路A/D采樣、電流采樣、電壓采樣以及溫度采樣等確保了對(duì)系統(tǒng)的全方位監(jiān)控。
車(chē)上ptc是汽車(chē)ptc加熱器,ptc指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件,車(chē)上的ptc主要用于冬季預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛室取暖。車(chē)上ptc是在低溫情況下啟動(dòng)汽車(chē)的一種陶瓷加熱器元件,可以分為支管式和平盤(pán)式兩種。車(chē)上ptc具有自動(dòng)控制恒溫加熱特性,一般是固定在汽化室的室壁上直接對(duì)里面的汽油加熱,讓溫度快速變高,進(jìn)而提升了燃料氣化的效果,不僅有助于汽車(chē)在低溫下能正常啟動(dòng),又能減少汽車(chē)廢氣帶來(lái)的污染,減少了油耗。
PTC可用于汽車(chē)在低溫情況下啟動(dòng)的一種陶瓷加熱器元件,可以把它做成支管式和平盤(pán)式不同結(jié)構(gòu)型式,這樣做的結(jié)果是使PTC所產(chǎn)生的熱效率得到充分利用,這兩種型式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、安裝方便。一般都是直接固定在汽化室的室壁內(nèi)壁上,在汽化室內(nèi)直接對(duì)汽化室里面的汽油加熱,使其溫度迅速升高,從而提高了燃料燃燒氣化效果,這既有利于汽車(chē)在低溫環(huán)境下能正常啟動(dòng),又可降低汽車(chē)廢氣產(chǎn)生所帶來(lái)的污染,并且減少用油量降低油耗。
PTC加熱技術(shù)的應(yīng)用:采用PTC加熱技術(shù),PTC具有很好的自控溫、自恒溫、自節(jié)能的特點(diǎn)。PTC熱敏電阻因其具有恒溫發(fā)熱、自然壽命長(zhǎng)、節(jié)能、無(wú)明火、安全性能好、發(fā)熱量容易控制等,PTC加熱器產(chǎn)品主要適用于新能源電動(dòng)汽車(chē)空調(diào),汽車(chē)空調(diào),家用空調(diào),中央空調(diào),暖風(fēng)機(jī),干衣機(jī),除濕機(jī),加濕器,凈水器,足浴盆等。
汽車(chē)加熱器,加熱后介質(zhì)在循環(huán)水泵(或熱對(duì)流)的作用下在整個(gè)管路系統(tǒng)中循環(huán),以達(dá)到加熱的目的,加熱器燃燒的廢氣由排煙管排出。汽車(chē)加熱器分液體加熱器和空氣加熱器兩種。
液體加熱器用途:1、為各種車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)。2、為風(fēng)擋玻璃除霜和車(chē)室內(nèi)取暖提供熱源。其功能:加熱汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)介質(zhì)—防凍液,將熱量直接傳給車(chē)內(nèi)散熱器、除霜器,為發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)和車(chē)室內(nèi)取暖提供熱源??諝饧訜崞饔猛荆?、為工程車(chē)及重型卡車(chē)駕駛室取暖?!?、為風(fēng)擋玻璃除霜。其功能:加熱空氣循環(huán)介質(zhì),將熱量直接傳到車(chē)室內(nèi),為風(fēng)擋玻璃除霜和車(chē)室內(nèi)取暖提供熱源。